CN1837078A - 一种间苯二甲酸二甲酯－5－磺酸生产废水的治理及资源化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一种间苯二甲酸二甲酯－5－磺酸生产废水的治理及资源化方法。其步骤为将经过过滤预处理的间苯二甲酸二甲酯－5－磺酸生产废水通过装填有丙烯酸酯类吸附树脂的吸附柱；将吸附出水加碱中和后，经甲醇蒸馏回收和活性炭吸附处理后即可排放；将吸附了间苯二甲酸二甲酯－5－磺酸生产废水中有机物的丙烯酸酯类吸附树脂用热水脱附，脱附液经蒸发浓缩结晶后可回收间苯二甲酸二甲酯－5－磺酸晶体。经本发明公开的方法处理的废水CODCr由180000mg/L降至100mg/L左右，废水中的间苯二甲酸二甲酯－5－磺酸绝大部分可回收为产品，其纯度可达到一级标准；既节省了原料，又避免了二次污染。最终排出的废水符合国家污水排放标准，具有显著的环境、经济和社会效益。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法，具体而言，是指采用丙烯酸酯类树脂对间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水吸附及脱附方法。
二、背景技术
间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸的商品名为SIPM。该产品可以作为DMT法生产阳离子可染型聚酯的第三单体，俗称三单体。间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的生产一般采用“一锅法”，即直接磺化间苯二甲酸后，经甲醇酯化，再与碱反应制得间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。采用这一生产工艺，每吨产品将产生强酸性废水约7吨，该废水呈淡黄色，CODcr为180000mg/L左右，主要含有甲醇(CODcr为80000mg/L左右)、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸及其他中间产物(CODcr约为100000mg/L)等有机物，此外还含有7％左右的硫酸钠。由于该类废水盐分和CODcr过高，因此其生产废水的有效治理至今未得解决。
丙烯酸酯类吸附树脂既可用于从极性溶剂中吸附非极性溶质，也可用于从非极性溶剂中吸附一定极性的溶质。当从极性溶剂中吸附有机物时，溶质分子的亲水和疏水部分都能被丙烯酸酯类吸附树脂吸附，在吸附过程中，吸附质分子的亲水部分和丙烯酸酯类吸附树脂的表面之间以极性键联(如氢键联)，这种作用力在较高温度下将大幅度减小，故吸附后的丙烯酸酯类吸附树脂可以用热水进行脱附。此类树脂可以克服超高交联树脂只能通过疏水作用吸附分离有机物质的缺点，在一定范围内也可以克服其他小分子有机溶剂对吸附过程的干扰。
三、发明内容
本发明的主要目的是提出一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法。利用丙烯酸酯类吸附树脂，既能分离回收绝大部分的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠，又能使最终排出的废水减量化、无害化，实现循环经济的目标。
本发明的技术方案如下：一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法，其包括以下步骤：
(1)将经过过滤预处理的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水于5～40℃以0.5～5BV/h的流量通过装填有丙烯酸酯类吸附树脂的吸附柱；
(2)将吸附出水于10～60℃加碱中和至pH＝6～9后，经甲醇蒸馏回收和活性炭吸附处理后即可排放；
(3)将步骤(1)中吸附了间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水中有机物的丙烯酸酯类吸附树脂用70～90℃的热水脱附，脱附液经蒸发浓缩结晶后可回收间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸晶体。
上述的丙烯酸酯类吸附树脂可选用NDA-7树脂(江苏南大戈德环保科技有限公司生产)、Amberlite XAD-7树脂、Amberlite XAD-8树脂、Diaion HP2MG树脂(Amberlite XAD系列由美国罗门哈斯公司生产，Diaion HPMG系列由日本三菱公司生产)。优先选用NDA-7树脂和XAD-7树脂。
在具体操作步骤中，树脂的吸附可以分两级进行，一级吸附主要为脱色，目的是去除废水淡黄色色素。一级吸附采用双塔串联吸附，单塔脱附的运行方式，即设置I、II、III三个吸附塔，先将I、II塔串联顺流吸附，I塔作为首柱，II塔作为尾柱，当I塔吸附饱和后，切换成II、III塔串联顺流吸附，II塔作为首柱，III塔作为尾柱，同时I塔进行顺流脱附，如此循环操作，可以保证整个装置始终连续运行。二级吸附采用双塔连续移动床操作方式，即吸附塔和脱附塔分别连续运行。一级吸附出水由塔底进入二级吸附塔，树脂由塔顶加入，吸附饱和后的树脂由塔底进入吸附塔贮罐，经真空抽提送入二级脱附塔并使用热水脱附再生，再生后的树脂经脱附塔贮罐被真空抽提补充入二级吸附塔。
有益效果
本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)经二级吸附后，废水中的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸的含量由100000mg/L降至150mg/L以下。树脂吸附出水经甲醇回收和活性炭吸附工序后，废水的CODCr由180000mg/L降至100mg/L左右，废水中的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸绝大部分可回收为产品，其纯度可达到一级标准；(2)吸附了间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸等有机物的丙烯酸系大孔吸附树脂可直接用70～90℃的热水脱附，脱附液中可析出纯度95％以上的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸晶体。即节省了原料，又避免了二次污染。采用本发明方法处理间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产过程中排放的废水，最终排出的废水符合国家污水排放标准，具有显著的环境、经济和社会效益。
四、具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：将100mL的NDA-7树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ30×250mm)。取200mL的淡黄色废水进行过滤预处理，废水的CODCr为180000mg/L，其中间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸的CODCr为100000mg/L。吸附温度为室温，将废水以1BV/h的流量首先通过NDA-7树脂床层，处理量为2000mL/批。吸附出水为无色，CODCr降至50000mg/L，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸含量降至150mg/L以下。将吸附出水经甲醇蒸馏回收和活性炭吸附后检测，出水CODCr降至100mg/L，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸未检出。
经吸附后的NDA-7树脂用350mL的热水进行洗脱再生，热水的温度为80℃，热水流量为1BV/h。脱附液经蒸馏结晶后可析出纯度95％以上的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸晶体，树脂经脱附再生后可恢复吸附能力。
实施例2：将实施例1中的NDA-7树脂分别以Amberlite XAD-7树脂、Amberlite XAD-8树脂、Diaion HP2MG树脂代替，其他操作条件保持不变，每批处理量和出水水质均明显逊于实施例1中处理效果。
实施例3：将实施例1中的吸附温度用玻璃夹套控制为45±1℃，其他操作条件保持不变，每批处理量和出水水质均明显逊于实施例1。
实施例4：将实施例1中的吸附流量以3BV/h替代，洗脱再生时热水的温度为90℃，其他操作条件保持不变，每批处理量和出水水质与实施例1类似。
实施例5：
(1)一级吸附：选用三只吸附塔，每塔内径为600mm，塔高5500mm，每塔填装NDA-7树脂600kg。将CODCr为180000mg/L，其中间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸的CODCr为100000mg/L的淡黄色废水经过滤后打入吸附塔，吸附采用I、II号双塔串联顺流吸附的办法，吸附流量为1.6m3/h，每批处理量为12m3，吸附出水为无色。
(2)二级吸附：二级吸附采用双塔连续移动床操作方式，即吸附塔和脱附塔分别连续运行。每塔内径为1400mm，塔高11060mm，每塔填装NDA-7树脂1000kg。一级吸附出水由塔底进入二级吸附塔，废水流量为1.2m3/h，树脂由塔顶加入，每小时装填树脂一次。吸附饱和后的树脂由塔底进入吸附塔贮罐，每小时卸载树脂一次，经真空抽提送入二级脱附塔并使用热水脱附再生，再生后的树脂经脱附塔贮罐被真空抽提补充入二级吸附塔。CODCr降至55000mg/L，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸含量降至100mg/L以下。将吸附出水经甲醇蒸馏回收和活性炭吸附后检测，出水CODCr降至150mg/L，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸未检出。
(3)热脱附：经吸附后的NDA-7树脂用热水进行洗脱再生，热水的温度为83℃，热水流量为1.2m3/h。脱附液经蒸馏结晶后可析出纯度95％以上的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸晶体，树脂经脱附再生后可恢复吸附能力。
实施例6：将实施例1中的吸附流量以0.5BV/h替代，吸附温度用玻璃夹套控制为5±1℃，其他操作条件保持不变，每批处理量和出水水质均略逊于实施例1。
实施例7：将实施例1中的吸附流量以5BV/h替代，脱附温度以70℃替代，其他操作条件保持不变，每批处理量和出水水质均略逊于实施例1。
Claims (4)
1.一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将经过过滤预处理的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水于5～40℃以0.5～5BV/h的流量通过装填有丙烯酸酯类吸附树脂的吸附柱；
(2)将吸附出水于10～60℃加碱中和至pH＝6～9后，经甲醇蒸馏回收和活性炭吸附处理后即可排放；
(3)将步骤(1)中吸附了间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水中有机物的丙烯酸酯类吸附树脂用70～90℃的热水脱附，脱附液经蒸发浓缩结晶后可回收间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸晶体。
2.根据权利要求1所述的一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法，其特征在于步骤(1)中所述的丙烯酸酯类吸附树脂为NDA-7树脂、Amberlite XAD-7树脂、Amberlite XAD-8树脂、Diaion HP2MG树脂。
3.根据权利要求2中所述的一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法，其特征在于步骤(1)中所述的丙烯酸酯类吸附树脂为NDA-7树脂和Amberlite XAD-7树脂。
4.根据权利要求1～3中所述的一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸生产废水的治理及资源化方法，其特征在于树脂的吸附可以分两级进行，一级吸附主要为脱色，采用双塔串联吸附，单塔脱附的运行方式；二级吸附采用双塔连续移动床操作方式，即吸附塔和脱附塔分别连续运行。
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